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Automatische Systeme dichten fließend

Flüssiges Kleben und Dichten erhöht die Fertigungsqualität
Automatische Systeme dichten fließend

Damit die Vorteile von flüssigen Dicht- und Klebstoffen zum Tragen kommen, müssen die Komponenten und die Applikationssysteme gezielt aufeinander abgestimmt werden. Richtig ausgelegt, steigern solche Anlagen die Qualität des Endprodukts und senken die Fertigungskosten.

Nikolaus Theato ist Technischer Leiter der Drei Bond GmbH in Ismaning

Eine unüberschaubare Vielfalt von Produkten zum Dichten, Sichern und Befestigen erschwert dem Anwender die richtige Auswahl für das jeweilige Bauteil. Die unterschiedlichen Verarbeitungs- und Applikationsmöglichkeiten machen diese Entscheidung nicht leichter. Oft behindert die Vielfalt auch den Wechsel von herkömmlichen Feststoffdichtungen zu den meist wesentlich kostengünstigeren, flüssigen Dichtsystemen.
In die üblicherweise sehr komplexe Produktauswahl müssen eine Reihe von Parameter einbezogen werden. Fehler, die hier gemacht werden, treten häufig erst in späteren Tests der Dicht- oder Klebstelle zu Tage. Oder sie führen zu Problemen bei der Applikation oder an einer anderen Stelle des gesamten Fertigungsprozesses.
Kernpunkte in der Produktauswahl sind die
– chemisch-physikalischen Eigenschaften des Dicht– oder Klebstoffes,
– Beanspruchungen der Bauteile und deren physikalische Eigenschaften,
– Fertigungsprozess und Qualität sowie
– die Wirtschaftlichkeit.
Die mit dem Einsatz eines Kleb- oder Dichtstoffproduktes verbundenen physikalischen Vorteile bringen oft Nachteile beim Applizieren mit sich und umgekehrt. Hier gilt es die beste Lösung zu finden, die einerseits die sichere Kleb- oder Dichtverbindung des Bauteils garantiert und andererseits ein praktikables Applizieren ermöglicht.
Beim Einsatz einer Flächendichtung stellt sich zum Beispiel die Frage, ob besser Silikon oder ein anaerobes Produkt verwendet werden soll. Die Vorteile des Silikons liegen darin, dass sich die Materialpaarung flexibler gestalten lässt und größere Spalte abgedichtet werden können. Nachteilig wirkt sich hingegen die kurze Verarbeitungszeit aus, und dass das Dichtmaterial auch außerhalb der Dichtflächen aushärtet. Bei der Verwendung von anaeroben Flächendichtungen verhält es sich gerade umgekehrt.
Für den automatischen Verarbeitungsprozess sind anaerobe Produkte von Vorteil, da die Aushärtung erst nach dem Zusammenfügen beider Bauteile beginnt. Die zur Verfügung stehende Wartezeit bis zum Start dieser Reaktion ist praktisch nicht limitiert. Wo Kleb- und Dichtstoffe besonders schnell und gesteuert abbinden sollen, zeigen die mit UV-Licht härtenden Materialien ihre Stärke. Gezieltes Bestrahlen setzt die Vernetzung innerhalb von nur wenigen Sekunden in Gang. Ähnlich verhalten sich auch die Cyanacrylate, die als Nachteil jedoch eine geringe Temperaturstabilität aufweisen und daher bei hoher Feuchtigkeit langfristig keine sichere Verklebung gewährleisten können.
Die synthetischen Dichtstoffe zeichnen sich durch hervorragende chemische Beständigkeit aus. Wegen ihres abdiffundierenden Lösemittelanteils werden sie vorwiegend automatisch verarbeitet oder im Reparaturbetrieb verwendet, wo Werker und Monteure nur gelegentlich mit den entstehenden Gerüchen belastet werden.
Bei den Applikationssystemen ist in erster Line der Produktionszyklus zu beachten. Als Parameter von Bedeutung sind
– Taktzeit,
– Automatisierungsgrad,
– zeitliche Prozess-Abfolge,
– produzierte Stückzahl.
Grundlegenden Einfluss auf die Auswahl des Applikationssystems hat die Taktzeit in Verbindung mit Größe und Geometrie der zu beschichtenden Dichtfläche. Ein Beispiel bietet das im Siebdruckverfahren mit Silikon beschichtete Kurbelwellengehäuse für den Motor des Smart (siehe Bild oben). Theoretisch wäre auch ein CNC-gesteuerter Auftrag möglich. Aufgrund der aufwendigen Dichtkontur lässt er sich aber in der gewünschten Taktzeit nicht umsetzen.
Setzen wechselnde Produkte und Bauteilgeometrien einen flexiblen Auftrag voraus, so stellen halb- oder vollautomatische CNC-Applikationssysteme die beste Lösung dar. Dabei handelt es sich entweder um vollautomatische In-Line-Systeme oder um Line-Side-Compact-Anlagen, die neben dem Fertigungsband platziert werden. Konturen verschiedener Bauteile lassen sich schnell und flexibel modifizieren. Ebenso können bei modular aufgebauten Systemen die für unterschiedliche Materialien vorgesehenen Dosiereinrichtungen mit geringem Aufwand ausgewechselt werden.
Sind halb- und vollautomatische Anlagen aufgrund von geringen Produktionsstückzahlen zu unwirtschaftlich, kommen manuelle Applikationssysteme zur Anwendung. Die dafür konzipierten Handpistolen können einen sicheren Produktauftrag ebenso gut gewährleisten wie automatische Lösungen.
Bei keinem der genannten Systeme sollte eine Qualitätssicherung für die Applikation außer Acht gelassen werden. Zwingend erforderlich ist sie in automatischen Systemen als Teil eines zertifizierten Produktionsprozesses. Aber auch bei manuellen Applikationssystemen bietet sie eine erhöhte Sicherheit für die Qualität des Endproduktes.
Zum Einsatz kommen Kontrollsysteme wie etwa eine Kamera-Überwachung, die den Siebdruckprozess optisch kontrolliert, oder die von der Drei Bond GmbH in Ismaning patentierte Dosier-Mengen-Kontrolle (DMK). Die DMK erfasst über einen in die Düse integrierten Sensor den zeitlichen Druckverlauf. Weichen die Messwerte vom Soll-Druckverlauf ab, erkennt das System aufgetretene Störungen. So wird beispielsweise sichergestellt, dass die Dicht- oder Kleberaupe ausreichend dick ist und keine Luftbläschen enthält.
Um die technischen und wirtschaftlichen Vorteile im Bereich „flüssig Dichten und Kleben” zu nutzen, sei dem Anwender empfohlen, sich einem Systemlieferanten anzuvertrauen, der sowohl Dicht– und Klebstoffe als auch die Applikationstechnik bereitstellen kann. Durch die passende Auswahl der Systemkomponenten ist er in der Lage, die für den jeweiligen Anwendungsfall günstigste Problemlösung auszuarbeiten.
Industrieanzeiger
Titelbild Industrieanzeiger 20
Ausgabe
20.2021
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